不同种质花椒果皮风味物质测定与评价

摘要 ［目的］分析韩城花椒试验站参试花椒种质风味物质含量的差异性，并进行综合评价，为当地筛选花椒优异种质。［方法］以陕西韩城花椒试验站收集的15个花椒种质为试验材料，通过测定花椒果皮主要风味物质挥发油和麻味物质的含量与组成成分，对比分析不同种质花椒的差异性。通过综合评价，初选适宜当地栽培的优良花椒种质。［结果］区试的15个种质花椒果皮挥发油和麻味物质含量差异明显，其中挥发油含量最高的是莱芜大红袍（ZB7），为40.04 mL/kg；麻味物质含量最高的是林州大红袍（ZB10），为87.813 mg/g。在麻味物质组分中羟基-α-山椒素贡献最大，为93.2%，是花椒麻味的主要成分。通过综合评分和聚类分析，评选出了ZB10（林州大红袍）、ZB3［韩城大红袍（优株）］、ZB4（韩城无刺）和ZB6（临沂小花椒）这4个花椒种质为当地初选的优良花椒种质。ZB7、ZB14（贵州油椒）和ZB1（仡佬无刺花椒）这3个种质可作为单项优异种质，进行定向培育。［结论］该研究为后期花椒良种选育奠定基础。

关键词 花椒；挥发油；麻味物质；含量测定；品质评价

中图分类号 TS 264.3  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2025）01-0184-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.038

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Determination and Evaluation of Flavor Substances in the Peels of Different Germplasms of  Zanthoxylum bungeanum  Maxim

WANG Yu-hui， LI Bo-tong， CHEN Lei et al

（College of Forestry， Northwest A&F University， Yangling， Shaanxi 712100）

Abstract ［Objective］To analyze the differences in flavor substance content of the tested  Zanthoxylum bungeanu  germplasm at the Hancheng  Z. bungeanum  Experimental Station， and conduct a comprehensive evaluation to screen excellent  Z. bungeanum  germplasm for the local area.［Method］Using 15  Z. bungeanum  germplasms collected from the Hancheng  Z. bungeanum  Experimental Station in Shaanxi Province as experimental materials， the content and composition of the main flavor substances volatile oil and hemp flavor substances in the skin of  Z. bungeanum  were measured， and the differences in different germplasm of  Z. bungeanum  were compared and analyzed. Through comprehensive evaluation， select excellent  Z. bungeanum  germplasm suitable for local cultivation.［Result］Among the 15  Z. bungeanum  germplasms tested in the region， there were significant differences in the content of volatile oil and hemp flavor substances in the fruit peel of  Z. bungeanum . Among them， Laiwu Dahongpao （ZB7） had the highest content of volatile oil （40.04 mL/kg）;the highest content of hemp flavor substance was Linzhou Dahongpao （ZB10），with a concentration of 87.813 mg/g.In the components of hemp flavored substances，hydroxy-α -coumarin contributes the most， accounting for 93.2%， and was the main component of  Z. bungeanum  hemp flavor.Through comprehensive scoring and cluster analysis， four  Z. bungeanum  germplasms， ZB10 （Linzhou Dahongpao）， ZB3 （Hancheng Dahongpao （superior plant））， ZB4 （Hancheng Wuthorn） and ZB6 （Linyi Xiaohuajiao）， were selected as excellent  Z. bungeanum  germplasms for local preliminary selection. ZB7， ZB14（Guizhou oil pepper） and ZB1（Gelao prickly ash） germplasm could be used as single excellent germplasm for targeted cultivation.［Conclusion］ This study lays the foundation for the later breeding of high-quality Sichuan pepper varieties.

Key words  Zanthoxylum bungeanum  Maxim;Volatile oil;Hemp flavor substances;Content determination;Quality evaluation

基金项目 西北农林科技大学试验示范站（基地）科技创新与成果转化项目“花椒种质评价及良种选育研究”（TGZX2021-8）。

作者简介 王玉辉（1999—），男，山西大宁人，硕士研究生，研究方向：经济林栽培。*通信作者，副研究员，硕士，硕士生导师，从事经济林栽培研究。

花椒是芸香科花椒属（ Zanthoxylum  L.）植物，因果皮富含麻味素和芳香油等风味物质，而具有麻香味，是人们非常喜食的调味品，位列调料“十三香”之首，在我国餐饮和食品加工业有十分重要的作用。花椒耐旱喜光，适应性强，栽培价值高。花椒果皮、枝叶及根径中均富含挥发油、脂肪酸、酰胺和生物碱等化学成分^［1］。其中山椒素等酰胺类物质是花椒果皮中的主要麻味成分，而挥发油是其主要的香气成分，麻味物质和挥发油含量是反映花椒果皮内在品质优劣的主要指标^［2］。

花椒主产我国，面积和产量均居世界首位。陕西韩城是我国花椒的主要产区，栽培面积3.67万hm 年产干花椒3万t，产值30多亿元，被中国经济林协会誉为“中国花椒之都”。韩城花椒栽培品种以韩城大红袍为主，栽培历史悠久，但由于长期以来的粗放管理，种子重复繁殖，使花椒品种单一、良种匮乏、品质退化，严重制约当地花椒产业的高质量发展。

为了培育当地适宜的花椒优良品种，在韩城花椒试验示范站收集全国各地花椒特异种质，进行区域栽培试验。该试验是以韩城花椒试验站栽培的不同花椒种质的果皮材料为研究对象，采用水蒸气蒸馏法结合气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）、高效液相色谱法（HPLC），对试验的不同花椒种质果皮挥发油和麻味物质的成分及含量进行鉴定分析，并以挥发油和麻味物质的含量为评价指标，通过综合得分、聚类分析等方法，筛选表现优异的花椒种质，为后期花椒良种选育奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料来源

该试验材料来自2016年从全国各地收集的花椒种质苗木，在陕西韩城花椒试验示范站进行区域栽培试验。2022年8月，采集成熟后不同种质的花椒果皮，及时晒干、去籽、去杂。将干净果皮使用粉碎机粉碎成花椒粉，过40目筛，常温保存，以备测试分析。花椒种质名称及编号如表1所示。

1.2 试验方法

1.2.1 花椒果皮挥发油提取。

采用水蒸气蒸馏法提取花椒中挥发油，30.0 g花椒粉和300 mL超纯水蒸馏2 h，等精油界面稳定后读数，收集的挥发油用无水硫酸钠干燥^［3］。按以下公式计算出样品中花椒挥发油的含量。

挥发油含量（mL/kg）=挥发油体积（mL）/样品取样量（g）×1 000

1.2.2 花椒果皮挥发油成分测定。

使用正己烷稀释花椒挥发油10倍，采用气质联用技术对挥发油成分进行鉴定和含量检测^［4］，进样体积为10 μL。

参考马尧^［5］采用的气相色谱和质谱条件，得到挥发油成分图谱，依据国家标准与技术研究所质谱库（NIST）和文献报道^［6-7］初步鉴定挥发性成分，使用面积归一化法，得出挥发油中相对丰富度较高的化学成分的相对含量。

1.2.3 花椒果皮麻味物质含量测定。

采用超声波提取方法提取花椒中的麻味物质，称量1 g样品，加入20 mL甲醇进行萃取，摇匀水浴超声0.5 h，将上清液转移至50 mL容量瓶中，再次加入15 mL甲醇，超声0.5 h，移取上清液，加入甲醇定容，转移至离心管，3 000 r/min离心10 min，过滤（0.22 μm膜），将其注入进样瓶中，待测。

HPLC色谱条件：色谱柱为Aglient ZBRBAX SB-C 18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；以甲酸乙腈-甲酸水为流动相梯度洗脱（A为甲酸乙腈，B为甲酸水）。梯度程序：0 min，35%A；0～30 min，35%～75%A；30～35 min，75%～90%A。洗脱流速0.8 mL/min，柱温25 ℃，检测波长270 nm，进样量10 μL，时间35 min。

将待测溶液注入高效液相色谱仪中进行测定，得到样品溶液在波长270 nm处的峰面积，然后根据建立的标准曲线得出线性方程，并求出不同种质花椒麻味物质的含量。

2 结果与分析

2.1 花椒果皮挥发油含量差异性分析

对花椒果皮挥发油成分进行GC-MS分析，经仪器所配置的谱库进行检索，花椒精油中挥发性成分的相对含量经数据处理系统按峰面积归一化法计算得出。

从表2可以看出，不同种质花椒果皮挥发油含量差异明显。其中含量最高的是ZB7，为40.04 mL/kg，含量最低的是ZB5，仅为15.00 mL/kg，前者是后者的2.67倍。根据中华人民共和国林业行业标准《花椒质量等级》（LY/T 1652—2005），花椒挥发油含量达到一级以上的有ZB7、ZB1、ZB3、ZB10、ZB8、ZB6和ZB4这7个花椒种质，它们与其余花椒种质挥发油含量差异性均达到显著水平，有良种选择潜力。

2.2 花椒果皮挥发油组成成分分析

从表3可以看出，挥发油中检测出的成分主要为醇类、烯类、酮类。花椒果皮挥发油主要共有成分为芳樟醇、β-月桂烯、α-蒎烯、β-罗勒烯。芳樟醇和柠檬烯等成分是常用的香精香料，在日常生活中广泛添加于食品、饮料、洗涤剂等^［6］，是非常重要的添加剂。芳樟醇不仅具有抗菌、杀虫、镇痛、抗焦虑、镇静催眠、抗炎、抗肿瘤的作用^［7］，而且在抑制大肠杆菌方面展现出显著的抑菌效果^［8］。